ISSN-1232-5317
INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
IEA INSTITUTE OF ATOMIC ENERGY
RAPORT IAE-35/A
BADANIA MATERIAŁOWE NA POTRZEBY ELEKTROWNI I PRZEMYSŁU ENERGETYCZNEGO
V. Seminarium Naukowo - Techniczne Zakopane, 24-26 czerwca 1998 roku
7
PL0000571
INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ INSTITUTE OF ATOMIC ENERGY
RAPORT IAE-35/A
BADANIA MATERIAŁOWE NA POTRZEBY ELEKTROWNI I PRZEMYSŁU ENERGETYCZNEGO
V. Seminarium Naukowo - Techniczne Zakopane, 24-26 czerwca 1998 roku
Badania materiałowe na potrzeby elektrowni i przemysłu energetycznego. Seminarium W raporcie zebrano referaty poświęcone problemom materiałowym występującym w procesach eksploatacji elektrowni oraz w budowie i eksploatacji rurociągów przesyłowych gazu. Ponadto omówiono zagadnienia akredytacyjne zgodnie z wymaganiami norm europejskich i przepisami dozoru technicznego.
Materials Investigation for Power Industry. Seminar
The Report is an assembly of the papers concerning the material problems occuring during the exploitation of power station as well as during construction and exploitation of gas pipelines. The accreditation problems according to the European Standards and Office of Technical Inspection prescriptions are also discussed.
Wydaje Instytut Energii Atomowej - OINTEA Nakład 150 egz. Pr. 3144 z dnia 1993.01.04
V. SEMINARIUM NAUKOWO-TECHNICZNE
BADANIA MATERIAŁOWE NA POTRZEBY ELEKTROWNI I PRZEMYSŁU ENERGETYCZNEGO
Zakopane, 24-26 czerwca 1998 r.
Zorganizowane przez
INSTYTUT ENERGII ATOMOWEJ
Przewodnicząca seminarium - doc.dr inż. Ewa Hajewska
Komitet programowy:
- doc. dr inż. Ewa Hajewska - IEA, przewodnicząca - prof, dr hab. inż. Jan Pilarczyk - Instytut Spawalnictwa - dr Stanisław Szpilowski - PAA
- dr Krzysztof Wieteska - IEA
Komitet organizacyjny:
- doc. mgr inż. Witold Szteke - IEA, przewodniczący - dr inż. Jan Wasiak - IEA, sekretarz
- dr inż. Waldemar Biłous - IEA - mgr inż. Martyna Przyborska - IEA - Jadwiga Wojciechowska - IEA - Bolesław Zubowski -IEA
HEXT PAGE(S) fef tBLANK
SPIS REFERATÓW
1. Marek Walczak
EUROPEJSKI SYSTEM HARMONIZACJI PRZEPISÓW TECHNICZNYCH.
DYREKTYWY DOTYCZĄCE URZĄDZEŃ CIŚNIENIOWYCH 1 2. Marek Zdankiewicz
WYMAGANIA DYREKTYW UNII EUROPEJSKIEJ
DOTYCZĄCE MATERIAŁÓW NA URZĄDZENIA CIŚNIENIOWE 13 3. Anatol Jan Tkacz
NOWE PRAWO ENERGETYCZNE - REGULACJE PRAWNE
DLA GAZOWNICTWA 31 4. Jerzy St. Michalik
NOWE REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE ZAPOBIEGANIA POWAŻNYM AWARIOM Z UDZIAŁEM SUBSTANCJI
NIEBEZPIECZNYCH ORAZ ICH ODNIESIENIA DO SEKTORA
PALIWOWO-ENERGETYCZNEGO 43 5. Ryszard H.Kozłowski
AKTUALNA TEMATYKA BADAŃ ŚWIATOWYCH
W ZAKRESIE MATERIAŁÓW ENERGETYCZNYCH 57 6. Jerzy Wiedermann, Kazimierz Pogoda, Henryk Jonderko
CHARAKTERYSTYKA RUR ZE STALI H9AMFNb WYTWARZANYCH
W KRAJOWYM HUTNICTWIE 65 7. Witold Bokszczanin
FARBY O WYSOKIEJ ZAWARTOŚCI PYŁU CYNKOWEGO.
WŁAŚCIWOŚCI I ZAKRES STOSOWANIA 71 8. Adam Wocial, Janusz Ginalski, Marek Rusiniak, Dariusz Dudek
NIENISZCZĄCE BADANIA DIAGNOSTYCZNE RUROCIĄGÓW DERYWACYJNYCH W ELEKTROWNI SZCZYTOWO-POMPOWEJ
WDYCHOWIE 79 9. Jerzy Bielanik, Jerzy Wawszczak, Tadeusz Rodakowski,
Krzysztof Główka, Ferdinando Spirito
PROBLEMATYKA BADAŃ ZATWIERDZAJĄCYCH TECHNOLOGIĘ SPAWANIA RUROCIĄGÓW CIŚNIENIOWYCH WEDŁUG PRZEPISÓW
UDT I WEDŁUG PRZEPISÓW ASME 83
10. Marian Zeman, Jerzy Brózda
WYBRANE ZAGADNIENIA ZWIĄZANE Z WYKONYWANIEM MIESZANYCH ZŁĄCZY SPAWANYCH ZE STALI DO PRACY
W PODWYŻSZONYCH TEMPERATURACH 93 11. Mirosław Łomozik
NIEKTÓRE WŁASNOŚCI SPAWANYCH ZŁĄCZY MIESZANYCH STALI P91 ZE STALĄ 13HMF W STANIE NOWYM
I PO DŁUGOTRWAŁEJ EKSPLOATACJI 101 12. Witold Szteke, Waldemar Biłous, Jan Wasiak, Ewa Hajewska,
Tadeusz Wagner, Martyna Przyborska
POMIARY ODPORNOŚCI NA PĘKANIE STALI NISKOSTOPOWEJ
METODĄ CTOD, ZGODNIE Z ZALECENIAMI BS 107
13. Jerzy Okrajni, Wiesław Nowak, Kazimierz Mutwil, Marek Cieśla WYTĘŻENIE RUROCIĄGÓW ENERGETYCZNYCH
I ZAGADNIENIE ICH TRWAŁOŚCI 115 Streszczenia referatów (w języku angielskim) 123
EUROPEJSKI SYSTEM
HARMONIZACJI PRZEPISÓW TECHNICZNYCH
DYREKTYWY DOTYCZĄCE URZĄDZEŃ CIŚNIENIOWYCH
MAREK WALCZAK
Urząd Dozoru Technicznego, Warszawa
Przepisy dotyczące bezpieczeństwa wyrobów stanowią istotną część prawa w każdym cywilizowanym państwie. Celem tych przepisów jest zapewnienie, że na rynek będą wprowadzane wyłącznie wyroby bezpieczne. Istotnym elementem polskiego systemu zapewnienia bezpieczeństwa urządzeń technicznych jest dozór techniczny sprawowany na podstawie ustawy z dnia 19 listopada 1987 roku o dozorze technicznym. Z dniem 1 lutego
1994 roku, tj. z chwilą wejścia w życie Układu Europejskiego o stowarzyszeniu Rzeczpospolitej Polskiej ze Wspólnotami Europejskimi Polska została zobowiązana do zbliżania przepisów prawa polskiego do prawa istniejącego w Unii Europejskiej, również w zakresie ochrony zdrowia i życia ludzi oraz przepisów technicznych i norm.
Do dziś dla wielu wyrobów istnieją w państwach członkowskich UE krajowe systemy, które chociaż różnią się między sobą, to często zapewniają podobny, akceptowalny w większości krajów, poziom bezpieczeństwa. Istniejące różnice tworzą bariery w handlu, stanowiące przeszkodę w tworzeniu Rynku Wewnętrznego na obszarze Unii Europejskiej. Stąd dążenie
w UE do ujednolicenia przepisów bezpieczeństwa.
W zakresie sektora obejmującego urządzenia ciśnieniowe w chwili obecnej istnieją następujące główne akty prawne zmierzające do harmonizacji wymagań na poziomie Unii Europejskiej:
73/767/EWG - Decyzja Rady z dnia 27 lipca 1976 roku dotycząca zbliżania praw państw członkowskich w zakresie wspólnych wymagań dla zbiorników ciśnieniowych oraz metod ich inspekcji.
83/525/EWG - Dyrektywa Rady z 17 września 1984 roku dotycząca zbliżenia praw w państwach członkowskich dotyczących bezszwowych butli gazowych stalowych.
83/526/EWG ~ Dyrektywa Rady z 17 września 1984 roku dotycząca zbliżenia praw w państwach członkowskich dotycząca bezszwowych butli gazowych wykonanych z
aluminium i jego stopów.
83/527/EWG - Dyrektywa Rady z 17 września 1984 roku dotycząca zbliżenia praw w państwach członkowskich dotyczących spawanych butli gazowych wykonanych ze stali węglowych.
87/404/EWG - Dyrektywa Rady z 25 czerwca 1987 roku o dostosowaniu praw państw członkowskich w zakresie zbliżania praw państw członkowskich dotyczących urządzeń ciśnieniowych.
97/23/EC - Dyrektywa Europejskiego Parlamentu oraz Rady z dnia 27 maja 1997 roku w sprawie zbliżania praw państw członkowskich dotyczących urządzeń ciśnieniowych.
W opracowaniu jest kolejna dyrektywa COM(96) 674 dotycząca przenośnych zbiorników ciśnieniowych.
W referacie omówione zostaną dwie najważniejsze dyrektywy: 87/404/EEC oraz 97/23/EC.
Dyrektywa dotycząca prostych zbiorników ciśnieniowych była pierwszą dyrektywą zgodną z nowym podejściem do harmonizacji wymagań technicznych oraz do normalizacji.
Dyrektywa dotycząca urządzeń ciśnieniowych jest z kolei najbardziej rozwiniętym dokumentem bazującym na nowym podejściu, prace nad nią trwały ponad 10 łat.
Nowe podejście do harmonizacji technicznej oraz do normalizacji zostało zdefiniowane w dokumencie przyjętym przez Radą Europy w dniu 7 maja 1985 roku. Opiera się ono na trzech fundamentalnych zasadach:
1. Normalizacja ma zadania pomocnicze w stosunku do prawodawstwa europejskiego Stwierdzenie to stanowi rzeczywistą nowość w podejściu do normalizacji. Przyjmuje ono następujące założenia:
- Instytucje normalizacyjne nie powinny stanowić prawa, w szczególności nie powinny ustanawiać obligatoryjnych norm ograniczających inwencję ich użytkowników w zakresie technicznych rozwiązań stosowanych dla spełnienia wymagań bezpieczeństwa.
- Europejskie instytucje normalizacyjne (CEN, CENELEC i ETSI) mogą być upoważniane do ustanawiania dokumentów zharmonizowanych z Dyrektywami Nowego Podejścia stanowiącymi prawo odnośnie wymagań bezpieczeństwa dla wyrobów mogących stwarzać zagrożenie dla życia lub zdrowia ludzi, zwierząt oraz mienia i środowiska. Spełnienie wymagań zawartych w zharmonizowanych normach stanowi jeden ze sposobów, często najprostszy, dowodzenia zgodności z wymaganiami
dyrektywy.
- Normy zharmonizowanie pozostają dokumentami nieobowiązującymi, stosowanie ich zależy od woli użytkowników.
- Instytucje państw członkowskich są zobowiązane do uznawania wyrobów zgodnych z dokumentami zharmonizowanymi z dyrektywami, jako za spełniające podstawowe wymagania bezpieczeństwa.
2. Wymagania techniczne dotyczące wyrobów umieszczanych na rynku UE są ograniczone do zasadniczych wymagań bezpieczeństwa zawartych w dyrektywach nowego podejścia
Wymagania techniczne zawarte w Dyrektywach Nowego Podejścia zostały ograniczone do zasadniczych wymagań bezpieczeństwa, mających istotny wpływ na bezpieczeństwo wyrobów. Spełnianie przez wyrób zasadniczych wymagań bezpieczeństwa stanowi warunek konieczny dla umieszczenia go na rynku i swobodnego przemieszczania go w obrębie państw członkowskich UE.
Sformułowania tych wymagań w dyrektywach są na tyle ogólne, że ich uzgodnienie na szczeblu instytucji Unii oraz poszczególnych nie przedstawia zasadniczych trudności.
Wymagania bezpieczeństwa zawarte w dyrektywie muszą być jednak sformułowane na tyle precyzyjnie, aby po wdrożeniu ich do prawa krajowego państw członkowskich można je stosować bezpośrednio do oceny bezpieczeństwa urządzeń.
3. Dyrektywy określają zharmonizowane metody potwierdzania spełnienia zasadniczych wymagań bezpieczeństwa, tj. procedury oceny zgodności, oraz sposób znakowania wyrobów
Dyrektywy Nowego Podejścia określają dla poszczególnych rodzajów urządzeń wymagane procedury potwierdzania zgodności wyrobów z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa. Procedury te mogą się różnić w zależności od wykorzystania norm zharmonizowanych w procesie dowodzenia zgodności z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa. W szczególności procedury określają zakres wymaganej interwencji stron trzecich (tzw. jednostek notyfikowanych) w proces potwierdzania zgodności.
GŁÓWNE POSTANOWIENIA DYREKTYW NOWEGO PODEJŚCIA
Poniżej podano generalne zasady budowy i krótkie omówienie głównych zapisów poszczególnych Dyrektyw Nowego Podejścia.
I. Zakres
Definiuje zakres wyrobów objętych postanowieniami dyrektywy, jak również rodzaje zagrożeń którym ma zapobiegać.
n. Postanowienia odnoszące się do wprowadzania wyrobów na rynek
Wyroby objęte dyrektywami mogą być umieszczane na rynku jedynie wtedy, gdy nie stwarzają zagrożenia dla bezpieczeństwa osób, zwierząt domowych lub mienia.
Dyrektywa może zawierać również wymagania odnoszące się do przeznaczenia, właściwej instalacji i przewidywanego użytkowania wyrobu.
m . Zasadnicze wymagania bezpieczeństwa
Wymagania te stanowią główną część dyrektyw i zawarte są zwykle w załączniku do dyrektywy. Rozdział ten powinien zawierać wszystkie wymagania niezbędne dla zapewnienia bezpieczeństwa wyrobów. Wymagania te powinny być na tyle precyzyjne, aby po wdrożeniu ich do prawodawstwa państw członkowskich możliwe było, jeśli wytwórca nie stosuje zharmonizowanych norm, sprawdzanie przez jednostkę notyfikowaną zgodności wyrobów bezpośrednio z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa.
Referat nie zawiera, z uwagi na ograniczenia czasowe, omówienia tych istotnych części dyrektyw ciśnieniowych.
IV. Swobodny przepływ towarów
Zawiera postanowienia o obowiązku akceptowania przez państwa członkowskie swobodnego przepływu wyrobów, które spełniają wymagania dyrektywy.
V. Sposoby dowodzenia zgodności (procedury ocen zgodności)
Decyzją Rady 90/683/CEE z 13 grudnia 1990 roku, zmienioną następnie przez Decyzję Rady 93/465/EEC z 22 lipca 1993 roku określone zostały dla potrzeb twórców Dyrektyw Nowego Podejścia jednolite zasady modułowego podejścia do procedur potwierdzania zgodności z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa {używając terminologii przyjętej w
projektowania i wytwarzania urządzeń). Procedury oceny zgodności dla poszczególnych dyrektyw mogą, w uzasadnionych przypadkach, różnić się od ogólnych wzorców, jednak twórców dyrektyw obowiązują następujące zasady:
• procedury oceny mogą być dzielone na moduły odnoszące się oddzielnie do faz projektowania i produkcji wyrobu,
• wyrób powinien podlegać ocenie zarówno w fazie projektowania, jak i produkcji,
• istnieją różne moduły obejmujące ocenę wyrobu w fazie projektowania i produkcji, możliwy wybór spośród nich jest podawany w poszczególnych dyrektywach,
• wytwórca dokonuje wyboru modułów spośród przewidzianych w dyrektywach dla poszczególnych urządzeń.
Dla celów realizacji procedur zgodności państwa członkowskie muszą na własną odpowiedzialność wyznaczyć organy odpowiedzialne za działania przewidziane w modułach dla jednostek notyfikowanych (notified bodies).
VI. Zarządzanie normami zharmonizowanymi
Zawiera postanowienia o publikowaniu w Dzienniku Urzędowym UE listy norm zharmonizowanych i o publikowaniu przez państwa członkowskie norm krajowych będących tłumaczeniem norm zharmonizowanych. Określone są tu również procedury odwoławcze w przypadku kwestionowania przez państwa członkowskie lub Komisję treści norm zharmonizowanych.
VTL Postanowienia zabezpieczające
Zawiera postanowienia dotyczące działania państwa członkowskich w przypadku, gdy wyrób oznaczony znakiem CE nie spełnia wymagań bezpieczeństwa lub innych postanowień dyrektywy.
DYREKTYWA 87/404/EEC Zakres stosowania
1. Dyrektywę stosuje się do prostych zbiorników ciśnieniowych produkowanych seryjnie.
2. Dla celów tej Dyrektywy „prosty zbiornik ciśnieniowy" oznacza dowolny spawany zbiornik podlegający wewnętrznemu nadciśnieniu większemu niż 0.5 bar, który ma zawierać powietrze lub azot, i który nie ma być ogrzewany.
Ponadto
- części i elementy mające wpływ na wytrzymałość zbiornika pod ciśnieniem muszą być wykonane z jakościowych stali węglowych lub aluminium, lub utwardzonych niestarzonych stopów aluminium,
- zbiornik musi być wykonany z:
- elementu walcowego zamkniętego dnami wypukłymi o wypukłości skierowanej na zewnątrz i/lub płaskimi, przy czym oś walca musi pokrywać się z osiami symetrii den, lub
- maksymalne ciśnienie pracy zbiornika nie może przekraczać 30 bar oraz iloczyn ciśnienia roboczego oraz objętości zbiornika (PS.V) nie może przekraczać 10 000 bar * litr
- minimalna temperatura pracy zbiornika nie może być niższa od -50°C, a maksymalna temperatura pracy zbiornika nie może przekraczać 300°C dla stali oraz 100°C dla aluminium i jego stopów.
3. Następujące zbiorniki są wyłączone z zakresu Dyrektywy:
- zbiorniki przeznaczone dla celów jądrowych, których awaria może spowodować emisję radioaktywną,
- zbiorniki zainstalowane na statkach morskich lub powietrznych, lub służące do ich napędu,
- zbiorniki gaśnicze.
Procedury ocen zgodności na etapie przygotowania do produkcji
• Wytwórca zbiorników, dla których iloczyn ciśnienia i pojemności nie przewyższa 50 bar- litr, nie jest zobowiązany do spełnienia zasadniczych wymagań bezpieczeństwa określonych w Dyrektywie. Jest on zobowiązany do upewnienia się, że zbiornik został wykonany zgodnie z dobrą sztuką inżynierską obowiązującą w jednym z państw członkowskich.
• Przed rozpoczęciem produkcji prostych zbiorników ciśnieniowych, dla których iloczyn ciśnienia i pojemności przewyższa 50 bar- litr, wytwarzanych:
(a) zgodnie z normami zharmonizowanymi, wytwórca lub jego autoryzowany przedstawiciel działający na terenie Wspólnoty, musi zgodnie z własnym wyborem:
- powiadomić zatwierdzoną jednostkę kontrolną, która po zbadaniu projektu oraz planu wytwarzania sporządza certyfikat zgodności zaświadczający, że plan jest zadowalający, lub
- poddać prototyp zbiornika badaniu typu EC;
(b) niezgodnie lub częściowo niezgodnie z normami zharmonizowanymi; wytwórca, lub jego autoryzowany przedstawiciel działający na terenie Wspólnoty, musi poddać prototyp zbiornika badaniu typu EC.
Procedury ocen zgodności na etapie produkcji urządzeń
Zbiorniki wytwarzane zgodnie z normami zharmonizowanymi lub zgodnie z zatwierdzonym prototypem przed wprowadzeniem na rynek muszą być poddane:
(a) weryfikacji EC wymienionej w Artykule 11, gdy iloczyn ciśnienia roboczego PS i objętości V przekracza 3000 bar • litr;
przekracza 3000 bar • litr, ale przekracza 50 bar • litr:
- albo deklaracji zgodności z typem EC wymienionej w Artykule 12, - albo weryfikacji EC wymienionej w Artykule 11.
Szczegółowy opis procedur znajduje się w Dyrektywie.
Do referatu dołączono schemat procedur oceny zgodności przewidzianych w Dyrektywie.
DYREKTYWA 97/23/EC Zakres stosowania
Dyrektywa ma zastosowanie do projektowania, wytwarzania i oceniania zgodności urządzeń ciśnieniowych i zespołów urządzeń ciśnieniowych, których najwyższe dopuszczalne ciśnienie PS przekracza 0,5 bar.
Określenia
"Urządzenia ciśnieniowe" oznacza naczynia ciśnieniowe, rurociągi, osprzęt zabezpieczający i osprzęt pomocniczy. Kiedy ma to zastosowanie, urządzenia ciśnieniowe obejmują również elementy zamocowane do elementów ciśnieniowych, takie jak kołnierze, króćce, złączki podpory, uchwyty transportowe, itp.
"Naczynie" oznacza powłokę przeznaczoną i zbudowaną dla pomieszczenia płynów pod ciśnieniem wraz z bezpośrednimi zamocowaniami do punktu połączenia z innym urządzeniem. Naczynie może składać się z kilku przestrzeni.
"Rurociągi " oznacza elementy przewodowe przeznaczone, po ich wzajemnym połączeniu w układ ciśnieniowy, do transportu płynów. Rurociągi obejmują w szczególności rurę lub układ rur o różnych średnicach, złączki, kompensatory, przewody elastyczne lub inne elementy ciśnieniowe, w zależności od przypadku.
"Osprzęt zabezpieczający" oznacza urządzenia przeznaczone do zabezpieczania urządzeń ciśnieniowych przed przekroczeniem dopuszczalnych parametrów granicznych. Tego rodzaju urządzenia obejmują:
- urządzenia służące do bezpośredniego ograniczenia wysokości ciśnienia, takie jak zawory bezpieczeństwa, płytki bezpieczeństwa, pręty wyboczeniowe, sterowane układy zrzutu ciśnienia oraz
- urządzenia ograniczające, które albo uruchamiają elementy służące do przywracania wymaganego stanu, albo powodują zatrzymanie lub wyłączenie, takie jak: wyłączniki ciśnieniowe lub temperaturowe, względnie wyłączniki sterowane poziomem płynu, jak również zabezpieczające urządzenia pomiarowe, sterujące i regulacyjne.
Pojęcie "osprzęt ciśnieniowy" oznacza urządzenia mające ciśnieniowe powłoki i przeznaczane do spełniania jakiegoś zadania podczas eksploatacji.
Pojęcie "zespoły" oznacza kilka sztuk urządzeń ciśnieniowych zmontowanych przez
wytwórcę w sposób tworzący zintegrowaną i funkcjonalną całość.
Procedury ocen zgodności Klasyfikacja urządzeń
Dyrektywa klasyfikuje urządzenia ciśnieniowe pod względem podległości pod oceny zgodności na pięć kategorii: objęte wyłącznie „dobrą praktyką inżynierską" oraz Kategorie
i, n, m lub iv.
Dla zakwalifikowania urządzenia do odpowiedniej kategorii procedur ocen zgodności należy określić:
• Rodzaj urządzenia: zbiornik, wytwornica pary lub rurociąg.
Uwaga: Wytwornica pary oznacza opalane lub w inny sposób ogrzewane, urządzenie ciśnieniowe, dla którego istnieje zagrożenie przekroczenia maksymalnej temperatury i przeznaczone do wytwarzania pary lub przegrzanej wody o temperaturze wyższej niż
110 °C.
• Grupę płynu znajdującego się w urządzeniu pod ciśnieniem - Grupę 1 lub Grupę 2
Grupa 1 zawiera płyny niebezpieczne. Za płyn niebezpieczny uważa się substancję lub preparat zakwalifikowany, zgodnie z Dyrektywą Rady 67/548/EEC z dnia 27 czerwca 1967 r o zbliżeniu przepisów prawnych, przepisów technicznych i postanowień administracyjnych dotyczących klasyfikacji, pakowania i oznakowywania etykietami substancji niebezpiecznych, jako:
- wybuchowy,
- niezwykle łatwo zapalny, - wysoce zapalny,
- zapalny ( w przypadkach gdy najwyższa dozwolona temperatura jest wyższa od temperatury zapłonu),
- bardzo toksyczny, - toksyczny,
- utleniający.
Grupa 2 obejmuje wszystkieinne płyny nie należące do Grupy I.
Stan płynu będącego pod ciśnieniem - gazowy lub ciekły
Jeśli dla płynu znajdującego się w urządzeniu, ciśnienie pary nasyconej w najwyższej dopuszczalnej temperaturze przekracza o więcej niż 0.5 bar normalne ciśnienie atmosferyczne (1 013 mbar), płyn ten jest traktowany jako gaz, w przeciwnym przypadku jako ciecz.
Mając powyższe informacje oraz znając najwyższe dopuszczalne ciśnienie pojemność urządzenia w litrach (dla rurociągów średnicę nominalną), można skorzystać z odpowiedniego wykresu, aby określić wymaganą kategorię oceny zgodności..
Odpowiedni wykres dobiera się zgodnie z poniższą tabelą.
RODZAJ URZĄDZENIA STAN MEDIUM GRUPA PŁYNU NUMER WYKRESU
ZBIORNIKI GAZ
1 1
2 2
CIECZ 1 3
2 4
WYTORNICE PARY
5
RUROCIĄGI GAZ
1 6
2 7
CIECZ 1 8
2 9
Do referatu załączono przykładowe wykresy o numerach 1 i 5.
Procedury oceny zgodności, które mogą być zastosowane do poszczególnych kategorii są podane poniżej :
Kategoria I Moduł A
Kategoria II Moduł A 1 Moduł D 1 Moduł E 1
Kategoria III Moduł B l + D Moduł B 1 + F Moduł B + E Moduł B + C 1 Moduł H
Kategoria IV Moduł B + D Moduł B + F Moduł G Moduł H 1
Wybór modułu w ramach odpowiedniej kategorii w odniesieniu do poszczególnych wyrobów należy do wytwórców. Mogą oni również stosować każdą procedurę przewidzianą dla wyższych kategorii.
Szczegółowy opis poszczególnych modłów zawarty jest w Załączniku 3 do Dyrektywy.
Uproszczony opis modułów zawarty jest na załączonym schemacie
SCHEMAT PROCEDUR OCENY ZGODNOŚCI PRZEWIDZIANYCH W DYREKTYWIE 87/404/EEC
N.B.- NotyfiedBody (jednostka notyfikowana)
PRODUKT
bar-litr
TAK
Czy projekt jest zgodny
zzharmoni- zowanymi
normami?
NIE
CERTYFIKAT ODPOWIEDNIOŚCI EC
Badanie pro- jektu i progra
mu wytwarza- nia przez NB
BADANIE TYPU PRZEZ NB
' " C z y ^ p-V>3000
bar-litr
NIE
zgpdnie
z dobra praktyką inżynierską- Nie iest wymagane oznaczeniei iest wymagane i
CE
WERYFIKACJA EC N.B. sprawdza i wystawia certfikat potwierdzający przeprowadzenie badań z wynikiem pozytywnym
t
TAK
WYBÓR wytwórcy
rca oznacza znakiem
CE
WNIOSKOWANIE O CERTYFIKAT ZGODNOŚCI EC
Deklaracja zgodności EC płos nadzór (jeśli p -V > 200 bar litr) wytwarzania wykonywany przez NB
PROCEDURY OCEN ZGODNOŚCI PRZEWIDZIANE W DYREKTYWIE 97/23/E (Schemat uproszczony dla celów informacyjnych)
pR O JE K T0 W AN I E
W Y WT A RZ A Nr
E
A.(A1)
Wewnętrzna kontrola produkcji
Wytwórca:
Przechowuje dokumentację techniczną do dyspozycji władz
krajowych
A:
Wytwórca:
• Deklaruje zgodność z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa
• Umieszcza znak CE AI:
N.B.:
• Bada wybrane aspekty bezpieczeństwa
B.
Badanie typu
Wytwórca dostarcza do N.B.:
• Dokumentację techniczną
• Wzorcowe urządzenie (typ) N.B.:
• Sprawdza zgodność z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa
• Przeprowadza niezbędne badania
• Wystawia certyfikat badania typu EC Dl:
Wytwórca sporządza dokumentację techniczną obejmującą projektowanie i produkcję urządzenia (jak w Module A)
C.(C1) Zgodność z typem
Wytwórca:
• Deklaruje zgodność z zatwierdzonym typem
• Umieszcza znak CE N.n.:
• Bada wybrane aspekty bezpieczeństwa Przeprowadza badania statystyczne wyrobów Cl: dodatkowo
• Przeprowadza próby
i>. (Di) Zapewnienie jakości
produkcji EN 29002 Wytwórca:
• Posiada zatwierdzony system jakości dla produkcji i badań
• Deklaruje zgodność z zatwierdzonym typem
• Umieszcza znak CE
N.B.:
• Zatwierdza system jakości
• Nadzoruje system zapewnienia jakości
E.
Zapewnienie jakości wyrobu
EN 29003 Wytwórca:
• Posiada zatwierdzony system jakości dla kontroli i badań
• Deklaruje zgodność z zatwierdzonym typem lub zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa
• Umies2cza znak CE N.B.:
• Zatwierdza system jakości
• Nadzoruje system zapewnienia jakości
F.
Kontrola wyrobu
Wytwórca:
• Deklaruje zgodność z zatwierdzonym typem lub zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa
• Umieszcza znak CE
N.B.:
• Sprawdza zgodność
• Wystawia certyfikat
G.
Sprawdzenie jednostkowe
Wytwórca:
Dostarcza jednostce notyfikowanej:
- projektową dokumentację techniczną
- informacje dotyczące procesu wytwarzania i badań
- informację dotyczącą per- sonelu spawającego i przeprowadzającego NDT NB:- Sprawdza otrzymaną
dokumentację - Ocenia użyte materiały
Wytwórca:
• Dostarcza wyrób
• Deklaruje zgodność
• Umieszcza znak CE
N.B.:
• Sprawdza zgodność z zasadniczymi wymaganiami bezpieczeństwa
H. (Hl.) Pełne zapewnienie
jakości
Wytwórca:
• Posiada zatwierdzony system jakości obejmujący projektowanie N.B.:
• Nadzoruje system zapewnienia jakości
• Sprawdza zgodność projektu
• Wystawia certyfikat zgodności projektu EC
Dla HI. NB:
Sprawdza dokumenta- cję projektową i wystawia certyfikat
Wytwórca:
• Posiada zatwierdzony system jakości dla produkcji i badań
• Deklaruje zgodność
• Umieszcza znak CE
N.B.:
• Nadzoruje system zapewnienia jakości
10000
(bar)ps
1000
100
10
0,1
ps = 1000 ps =200 ^
u \
\
Art. 3 poz.
\
\
\
\ ii\
\ i
IV
\
V \
3\
1.psxV=25
•2.psxV=50
• 3.ps x V = 200
•4.psxV=1000
ps = 0,5
0,1 10 100 -1000 10000
Tablica 1
Naczynia wymienione w Artykule 3, punkt 1.1. ( a ) , pierwszy akapit
W drodze wyjątku naczynia, które będą zawierać niestabilne gazy i które wg Tablicy 1 są sklasyfikowane w kategoriach I lub II powinny być sklasyfikowane w kategorii III.
10000
IV
ps = 0,5
1000 10000
Tablica 5
Urządzenia ciśnieniowe wymienione w Artykule 3, punkt 1.2.
W drodze wyjątku projekt szybkowarów ciśnieniowych należy poddać procedurze oceny zgodności równorzędnej co najmniej jednemu z modułów kategorii III.
WYMAGANIA DYREKTYW UNII EUROPEJSKIEJ DOTYCZĄCE MATERIAŁÓW NA URZĄDZENIA
CIŚNIENIOWE
MAREK ZDANKIEWICZ
Inspektorat Dozoru Technicznego, Katowice
Zakładem najbardziej reprezentatywnym dla przemysłu energetycznego jest elektrownia.
Stanowi ona zbiór wszystkich możliwych urządzeń ciśnieniowych obejmujący duże kotły energetyczne, rurociągi, a także różne rodzaje zbiorników ciśnieniowych, zarówno stałych jak i przenośnych. Przez cały okres eksploatacji elektrowni wszystkie spośród tych urządzeń są okresowo albo wymieniane, albo modernizowane czy naprawiane. Związane z tym czynności są wykonywane wg obowiązujących w danym okresie przepisów technicznych a więc w przyszłości będą w tej dziedzinie mieć zastosowanie podstawowe wymagania bezpieczeństwa odnośnych Dyrektyw Wspólnoty Europejskiej.
1. DYREKTYWY DOTYCZĄCE URZĄDZEŃ CIŚNIENIOWYCH W zakresie urządzeń ciśnieniowych obowiązuje obecnie kilka dyrektyw.
Największą ilość urządzeń ciśnieniowych bo i kotły, i zbiorniki i rurociągi obejmuje Dyrektywa 97/23/EC z dnia 29 maja 1997r., o zbliżeniu przepisów prawnych państw członkowskich Unii Europejskiej w zakresie urządzeń ciśnieniowych [1]. Wspomnieć należy również o Dyrektywie 87/404/EEC z dnia 25 czerwca 1987r. dotyczącej prostych zbiorników ciśnieniowych [2].
Proste zbiorniki ciśnieniowe charakteryzują się tym, że:
- ich ciśnienie robocze mieści się w granicach 0,5 do 30 barów a iloczyn p.V mieści się w granicach od 50 do 10000 bar x 1,
- są one wykonane z jakościowej stali niestopowej, z aluminium lub ze specjalnych stopów aluminium,
- są przeznaczone na azot lub powietrze i nie są ogrzewane płomieniem,
- ich najniższa temperatura robocza nie przekracza -50°C a najwyższa temperatura robocza nie przekracza 300°C dla zbiorników ze stali lub 100°C dla zbiorników z aluminium ( stopów aluminium),
- składają się albo z płaszcza walcowego i dwóch wypukłych na zewnątrz lub płaskich den, lub tylko z dwóch den wypukłych na zewnątrz.
Proste zbiorniki ciśnieniowe są, jak dotąd, wyłączone z zakresu obowiązywania Dyrektywy [1]. Istnieje również norma zharmonizowana z wymaganiami tej Dyrektywy, a mianowicie EN 261-1 [3], która precyzuje wymagania w zakresie materiałów. Wymagania dotyczące tych materiałów nie będą omawiane w niniejszym referacie, który dotyczyć będzie przede wszystkim wymagań stosowanych przez Dyrektywę 97/23/EC.
2. ZAKRES I KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ CIŚNIENIOWYCH OBJĘTYCH DYREKTYWĄ 97/23/EC
Dyrektywa dotyczy w ogólności, urządzeń ciśnieniowych o najwyższym dopuszczalnym ciśnieniu przekraczającym 0,5 bar, przy czym pewna ilość urządzeń wyłączonych z zakresu obowiązywania Dyrektywy jest wymieniona w jej p. 3.
Urządzenia ciśnieniowe wymienione w Dyrektywie są klasyfikowane na kategorie od I do IV w zależności od wzrastającego stopnia zagrożenia, które powodują.
Kategorie zagrożenia zależą od rodzaju medium roboczego a także od ciśnienia, pojemności, iloczynu ciśnienia i pojemności, temperatury oraz średnic nominalnych.
Dla celów ww. klasyfikacji media robocze dzieli się na dwie grupy. Grupa 1 obejmuje płyny niebezpieczne w rozumieniu Dyrektywy 67/548/EEC [4] tj. wybuchowe, niezwykle łatwo zapalne, łatwo zapalne, zapalne, bardzo trujące, trujące i utleniające. Do grupy 2. zalicza się wszystkie płyny nie zaliczone do grupy 1.
Podstawowe wymagania bezpieczeństwa Dyrektywy, o których będzie mowa w dalszym tekście, muszą zostać spełnione dla tych wymienionych w Dyrektywie urządzeń, które zostały sklasyfikowane co najmniej do kategorii I.
Urządzenia wymienione w Dyrektywie o ciśnieniu powyżej 0,5 bar i o parametrach stanowiących granicę kategorii I nie podlegają podstawowym wymaganiom bezpieczeństwa Dyrektywy i mogą być projektowane, wytwarzane i badane zgodnie z racjonalną praktyką zawodową w danym kraju. Urządzeń takich jednak nie wolno znakować symbolem CE.
Graficzne prezentacje klasyfikacji poszczególnych urządzeń podano w załączniku II do Dyrektywy.
Poniżej przedstawiono przykładowo klasyfikacje trzech spośród dziewięciu wyodrębnionych grup urządzeń.
1000O ,
ps (bar)300'
-1.psx V = 25 -2.ps x V = 50 - 3.ps x V = 200 -4.psx V = 1000
5.ps
ps = 0.7
ps = 0,5
0,1
10000
Rys.l. Nieopalane i nieogrzewane zbiorniki na gazy, gazy skroplone, gazy rozpuszczone pod ciśnieniem, pary a także na ciecze, których pary przy najwyższej dopuszczalnej temperaturze osiągają ciśnienie przekraczające ciśnienie atmosferyczne o ponad 0,5 bara. Płyny Grupy 1.
10000 .,
ps (bar)300C
1000
ps = 500
< ^•-• • ^ ' ^J ' v ; ' 1 p s = 0,5
1. ps x V= 10000
2 ps X V300
0,1
10 100 428 1000 10000 100000
10000 ,
(bar)ps
1000 .
100 .
10 .
'0,1 0,1
Rys.2. Nieopalane i nieogrzewane zbiorniki na ciecze, których pary przy najwyższej dopuszczalnej temperaturze osiągają ciśnienie przekraczające ciśnienie atmosferyczne o nie więcej niż 0,5 bara. Ciecze Grupy 2
ps = 32
IV
- 1 . p s x V = 50 - 2. ps x V = 200 -3. ps x V = 3000
ps = 0,5
10 100 1000 10000
Rys. 3. Opalane płomieniem lub w inny sposób ogrzewane urządzenia ciśnieniowe, stanowiące ryzyko przegrzania (metalu) przeznaczone do wytwarzania pary lub wody podgrzanej do temperatur wyższych niż 110°C, mające objętość większa niż 2 litry
Obszar obwiedziony zacieniowaną linią na wykresach dla zbiorników obejmuje zbiorniki, które nie są objęte ani Dyrektywą ani przepisami UDT.
3. PODSTAWOWE WYMAGANIA BEZPIECZEŃSTWA WG. DYREKTYWY Podstawowe wymagania bezpieczeństwa stanowią zespół postanowień, które powinny być wdrożone do prawa krajowego państw członkowskich, i których spełnienie stanowi warunek konieczny dla oznakowania urządzenia znakiem CE, co umożliwi swobodne przemieszczanie tego urządzenia w obrębie państw członkowskich Unii.
Podstawowe wymagania techniczne Dyrektywy 97/23/EC dotyczące materiałów podano w tabeli 1.
Tabela 1
Punkt (rozdział) Dyrektywy
1.
Zal. l.,p.4.1.
Zał. l.,p.4.1. (a)
Zał. l.,p.7.5.
Zal. l.,p.4.1.(b)
Zal. l.,p.4.1.(c) Zał. l.,p.4.1.(d) Zał. l.,p.4.2.
Zał. l.,p.4.1.(b)
Zal. l.,p.4.3.
Zagadnienie 2.
Materiały przeznaczone na elementy ciśnieniowe muszą:
posiadać odpowiednie własności dla wszystkich, racjonalnie przewidywanych warunków eksploatacji oraz wszystkich warunków przeprowadzania badań.
W szczególności materiały powinny być odpowiednio ciągliwe i odporne na obciążenia udarowe. Szczególną uwagę należy zwracać przy doborze materiałów na konstrukcje odporne na kruche pękanie. Jeśli - z uwagi na specyficzne wymagania - zachodzi konieczność zastosowania kruchych materiałów, należy przedsięwziąć odpowiednie środki ostrożności.
W braku ustanowienia innych obowiązujących kryteriów stal uważa się za wystarczająco ciągliwą (w rozumieniu p.4.1. (a) Załącznika Nr 1) jeśli wydłużenie względne określone w znormalizowany sposób wynosi co najmniej 14%, zaś praca łamania próbki ISO V wynosi co najmniej 27 J w temperaturze nie wyższej od najniższej projektowej temperatury roboczej, ale nie wyższej niż 20°C.
wykazywać odpowiednią odporność chemiczną na działanie medium roboczego;
własności chemiczne i fizyczne materiału nie mogą ulec znacznemu pogorszeniu w projektowanym okresie trwałości eksploatacyjnej.
wykazywać odporność na starzenie.
nadawać się dla zamierzonych procesów technologicznych.
Wytwórca urządzeń ciśnieniowych powinien we właściwy sposób określić wartości konieczne dla obliczeń wytrzymałościowych (powołane w p.2.2.3. Załącznika) a także podstawowe własności materiałów i stan ich dostawy (wg p.4.1. jw.)
W swej dokumentacji technicznej wytwórca powinien przywołać dokumenty odnoszące się do zgodności z wymaganiami materiałowymi Dyrektywy udowadniające stosowanie materiałów zgodnych z:
- normami zharmonizowanymi,
- Europejskimi Uznaniami Materiałowymi, jednorazowymi zatwierdzeniami.
Wytwórca urządzeń powinien podejmować odpowiednie działania dla zapewnienia, że zastosowany materiał jest zgodny z wymaganiami warunków technicznych.
Wszystkie materiały muszą być dostarczone z dokumentami wystawionymi przez wytwórcę materiału potwierdzającymi zgodność materiału z wymaganiami warunków technicznych.
Dla głównych elementów ciśnieniowych urządzeń kategorii > II, świadectwa badań muszą się odnosić do konkretnych partii materiału.
Świadectwa badań wystawione przez wytwórców, którzy mają system zapewnienia jakości certyfikowany przez jednostkę notyfikowaną na terenie Unii, i którzy zostali poddani ocenie w zakresie wytwarzania konkretnych materiałów, należy uznawać za poświadczające zgodność z podstawowymi wymaganiami technicznymi Dyrektywy.
4. REALIZACJA WYMAGAŃ DYREKTYWY
Podstawowe wymagania techniczne Dyrektywy można realizować poprzez przestrzegania wymagań norm zharmonizowanych z Dyrektywą, co zapewnia domniemanie zgodności z Dyrektywą.
Normowanie zharmonizowanymi z Dyrektywą 97/23/EC będą tzw. normy na wyrób tj.
Europejskie Normy na nieopalane zbiorniki ciśnieniowe, kotły i rurociągi.
Jak dotąd istnieją tylko projekty tego rodzaju norm opracowywane od kilku lat i niejednokrotnie modyfikowane. Są to:
- Projekt Normy Europejskiej na nieopalane zbiorniki ciśnieniowe [ 5 ] opracowany przez CEN/TC 54.
- Projekt Normy Europejskiej na kotły wodnorurowe [ 6 ] opracowany przez CEN/TC 269.
- Projekt Normy Europejskiej na rurociągi [ 7 ] opracowany przez CEN/TC 267.
Każdy z wymienionych projektów obejmuje od kilku do kilkunastu części. Części dotyczące materiałów mają po kilkadziesiąt stron i rozpoczynają się od stwierdzenia, że dla materiałów spełniających wymagania tej części normy zakłada się ich zgodność z podstawowymi wymaganiami bezpieczeństwa Dyrektywy. Zasadnicza treść części materiałowych wspomnianych projektów EN jest stosunkowo krótka, natomiast większość zawartości stanowią załączniki dotyczące różnych zagadnień materiałowych. Dla przykładu, część materiałowa prEN UFPV [5] liczy sobie w obecnej wersji 101 stron i obejmuje następującą treść:
1. Przedmiot i zakres.
2. Normy powołane.
3. Określenia, symbole, jednostki.
4. Wymagania stawiane materiałom na części ciśnieniowe.
5. Wymagania stawiane materiałom na części nieciśnieniowe.
Wykaz Norm Europejskich dla metali na urządzenia ciśnieniowe.
Wymagania dla ustanawiania warunków technicznych dostawy materiałów na urządzenia ciśnieniowe.
System oceny zgodności dla materiałów na naczynia ciśnieniowe.
Wymagania dotyczące zapobieganiu kruchemu pękaniu.
Tymczasowe warunki techniczne dostawy na wyroby platerowane dla zastosowań ciśnieniowych.
Plan oceny stali austenicznych i ferrytyczno-austenitycznych (Duplex).
Warunki spawania i obróbki cieplnej dla sprawdzania spawalności stali drobnoziarnistych.
Przeprowadzanie prób odporności na pękanie na zimno metodą implantu.
Badanie metalograficzne wrażliwości na pękanie po odprężeniu.
Próby stwierdzające przydatność materiału do cięcia płomieniem.
Procedury ustanawiania Uznań Europejskich dla materiałów na urządzenia ciśnieniowe.
Zał.Z. Postanowienia przedmiotowej Normy Europejskiej popierające postanowienia Dyrektywy.
Zał.Zał.
Zał.
A.B.
Zał.D.C.
Zał.
Zał.Zał.
Zał.Zał.
Zał.Zał.
E.
F.I.
K.J.
L.M.
Załączniki A do I włącznie oraz Załącznik M są obowiązkowe, pozostałe mają znaczenie informacyjne. Poniżej zostaną omówione zasadnicze wymagania wspomnianych uprzednio projektów EN w dziedzinie materiałów. Zaznaczyć należy, że wymagania te dotyczą w zasadzie tylko stali i staliwa, oraz - bardzo rzadko - aluminium, a także materiałów dodatkowych do spawania. Wymagania dla materiałów platerowanych podano wZałączniku E.
5. WARUNKI TECHNICZNE DOSTAWY MATERIAŁÓW Dla spełnienia wymagań Dyrektywy należy stosować materiały:
- zgodnie ze zharmonizowanymi normami, lub
- zgodnie z Europejskim Uznaniem Materiałowym, lub - zgodnie z jednorazowym (specjalnym) zatwierdzeniem.
5.1. Norma Europejska, określa wymagania techniczne dla materiałów używanych powszechnie do budowy urządzeń ciśnieniowych w Europie. W każdym prEN w załączniku A, podano wykaz Norm (projektów Norm) Europejskich dotyczących materiałów. Na razie są to normy dotyczące stali i staliwa. Normy na wyroby z metali kolorowych zostaną podane w terminie późniejszym. Przegląd Norm Europejskich na wyroby stalowe dla urządzeń ciśnieniowych podaje Tablica 2.
5.2. Europejskie Uznania Materiałowe (European Approval for Material: skrót EAM ) są to warunki techniczne na materiały nie ujęte w Normach Europejskich a przeznaczone do powtarzalnego stosowania w budowie urządzeń ciśnieniowych. EAM mogą mieć zakres nieograniczony („unrestricted") lub ograniczony („restricted").
Uznania nieograniczone są oparte o istniejące normy (warunki techniczne) krajów członkowskich CEN oraz innych krajów. ( Przykładem mogą tu być materiały amerykańskie wg ASTM/ASME, często stosowane w Europie).
Uznania ograniczone obejmują materiały nowe, wytwarzane przez wyznaczonych i podanych w tych uznaniach wytwórców.
Dla materiałów objętych Europejskimi Uznaniami opracowuje się warunki techniczne w formie tzw. Europejskiego Arkusza Danych Materiałowych (European Material Data Sheet).
Europejskie Uznania Materiałowe są publikowane w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej.
Procedury opracowywania i zatwierdzania EAM podane są w Załączniku M do Dyrektywy.
5.3. Jednorazowe dopuszczenie materiału odnoszą się do pojedynczych przypadków tj.
do przypadków, gdy jakiś materiał, wykonany z niego wyrób lub wymiary wyrobu, nie są ujęte ani w Normach Europejskich ani w Europejskich Dopuszczeniach Materiałowych, a nie są jeszcze przeznaczone do powtarzalnego użytkowania, względnie gdy jakiś wyrób ujęty w EN lub EAM ma być jednorazowo użyty do budowy urządzenia ciśnieniowego o parametrach przekraczających normalne parametry stosowania dla tego wyrobu.
Tabela 2
Rodzaj wyrobu(l>
Blachy i taśmy Pręty walcowane Rury bez szwu Ruryzgrzewane elektryczn.
Ruryspawane podtopnikiem Złączki Odkuwki (w tym pręty kute) Odlewy
Numer EN (prEN)
2.
10028
10216 10217
10217
10253 10222
10213
Numer arkusza (części) EN Wymagania
ogólne
3.
1
2 1
1
Stale do pracy w
tempera- turze otoczenia
4, -
1 1
1
2
Stale do pracy w temper, podwyż- szonych
5.
2
2 2
5
2 2
2
Stale drobnoziarniste• ' Norma
lizowa ne
6.
3
3 3
3
2 4
Obrabiane termome- chanicznie
7.
5
2
Ulepszane cieplnie
8.
6
2
Stale do pracy w niskich temper aturach
9.
4
4 4
6
2 3
3
Stale nieraz ewne
10.
7
7 7
7
2 5
4
W przygotowaniu normy (projekty) dotyczące prętów walcowanych, kołnierzy, korpusów zaworów i elementów złącznych
( } Stale drobnoziarniste oznaczają stale o wielkości ziania 6 i drobniejszej wg EUR 103-71.
Normą zharmonizowaną będzie w tym przypadku wspomniana już norma na wyrób, tj.
Norma Europejska na zbiorniki ciśnieniowe, kotły czy rurociągi, i w tej właśnie normie zharmonizowanej należy powołać odpowiednie Europejskie normy materiałowe.
Dopiero wówczas ich stosowanie spełni pierwsze z ww. wymagań bezpieczeństwa Dyrektywy.
Projekty Norm Europejskich na urządzenia ciśnieniowe są w zaawansowanym opracowaniu, niemniej przewiduje się, że ich zakończenie i wydanie zajmie jeszcze sporo czasu.
W takim przypadku wynika więc, że jako pierwsze znajdą zastosowanie wspomniane uprzednio Europejskie Uznania Materiałowe lub jednorazowe dopuszczenia.
W stosunku do tych dwóch rodzajów dokumentów istnieją jeszcze nie załatwione sprawy formalne i interpretacyjne. Nie jest dotychczas rozstrzygnięte, kto będzie opiniować Europejskie Uznania Materiałowe i jednorazowe dopuszczenia, kto będzie wnioskował o ich zatwierdzenie i kto będzie za to płacił. Istnieją też spore rozbieżności w interpretowaniu jednorazowego dopuszczenia - definicja tradycyjna ogranicza go do stosowania w pojedynczych przypadkach, zaś CEN TC 54 przewiduje ciągłe stosowanie jednorazowego dopuszczenia dla dużych serii urządzeń. Sprawy te oczekują na ostateczne załatwienie.
Jak już wspomniano uprzednio Normy Europejskie dla stali przewidywane do zamieszczenia w zharmonizowanych normach na wyrób podano w Tablicy 2.
Normy te (ich projekty) były uzgadniane przez państwa członkowskie CEN w oparciu o materiały powszechnie stosowane w Europie. Dla jednych krajów będą to materiały własne, stosowane uprzednio pod innym symbolem gatunku, dla innych krajów jednak mogą to być materiały dotychczas nie znane. Pewne gatunki materiałów stosowane dotychczas w niektórych krajach w Normach Europejskich będą pominięte.
Jak powinno wyglądać podejście wszystkich zainteresowanych stron do nowo wprowadzanych Norm Europejskich lub/i innych dokumentów technicznych na materiały?
Przede wszystkim nie powinno się uważać że objęte nowymi dokumentami technicznymi wyroby hutnicze można będzie stosować automatycznie jako zamienniki wyrobów z podobnych gatunków stali stosowanych wg dokumentów obowiązujących dotychczas w danym kraju.
Dla przykładu rozpatrzono dwie pary norm na wyroby do pracy w podwyższonych temperaturach, a mianowicie: na blachy PN-81/H-92123 [ 8 ] i PN-EN 10028-2 [ 9 ] oraz na rury: PN-85/H-74252 [ 10 ] i prEN 10216-2 [ 11 ].
Obie ww. normy na blachy obejmują wspólnie 16 gatunków stali, z czego po pięć gatunków jest zbliżonych, a pozostałe są specyficzne tylko w zakresie każdej z norm, co przedstawiono w tablicy poniżej.
PN-81/H-92123
15 NCuMNb 15 NCuMNbA
PN-81/H-92123 PN-EN 10028-2 St 36K/ p235 GH St41K/p265GH St44K/p295GH
15HM / 13CrMo4-5 20M / 16Mo3 20MA / 16Mo3
PN-EN 10028-2
P355GH 10CrMo9-10 HCrMo9-10 (1)
(1) ZN-91 /0642-15 opracowane przez H. Batory
Normy (projekty norm) na rury z określonymi własnościami w podwyższonych temperaturach obejmują wspólnie 23 gatunki stali, z czego 7 gatunków wg PN i PrEN jest do siebie zbliżonych.
Gatunki specyficzne dla prEN 10216-2
P 195 P3558 CrMo 5-5 XllCrMo5 X 11 CrMo 9-1 9 NiMoCuNb 5-44 25 CrMo 4
20 CrMoV 13-5 8 MoB 5-4
X20CrMoNiV 11-1-1
Gatunki zbliżone wg prEN 10216-2 i PN-81/H-74252 P235/K10 P265/K18
13 CrMo 4-5 /15HM 16Mo3/16M
11 CrMo 9-10 /10H2M 12CrMoV6-2/13HMF
X10 CrMoVNb 9-l/H9AMFNbO)
Gatunki specyficzne dla PN-81/H-74252
Brak
( 1 ) ZN-HB-001 - Warunki Huty Batory
Porównując ogólne wymagania wspomnianych wyżej norm należy zwracać uwagę na niżej podane sprawy.
6. ZACHOWANIE UPRZEDNICH GATUNKÓW STALI
Jeśli okaże się konieczne zachowanie uprzednio stosowanych gatunków stali, które nie będą objęte przyszłymi normami EN (PN-EN), konieczne będzie albo opracowanie i uzyskanie zatwierdzenia Arkusza Danych Materiałowych, albo stosowanie specyficznych (pojedynczych) ocen.
Przykładem mogą tu być stale 15NCuMNb czy 15 NCuMNbA wg PN-81/H-92123, dla których brak jest odpowiedników w PN-EN 10028-2.
7. PROJEKTOWANIE
Przy projektowaniu podstawową sprawą jest porównanie własności wytrzymałościowych zbliżonych gatunków stali. Porównanie wartości granicy plastyczności w podwyższonych temperaturach dla rur i blach z niektórych porównywalnych gatunków stali wg PN i EN podano na rys 4 i 5 poniżej.
15 HM
Mo3
100-- S+41K
200 300 400 500
Rys. 4. Porównanie wartości granicy plastyczności w podwyższonych temperaturach dla niektórych blach wg PN-81/H-92123 i PN-EN 10028-2
13CrMoT-5fTM+TT) 460mm
400-
Rys. 5. Porównanie wartości granicy plastyczności w podwyższonych temperaturach dla niektórych rur wg PN -85/H-74252 i prEN 10216-2
8. UPRAWNIANIE WYTWÓRCÓW MATERIAŁÓW
Niezależnie od wymagań dotyczących systemu zapewnienia jakości, załączniki do części materiałowej projektów norm zharmonizowanych z Dyrektywą na wyrób, nakazują różnicować zakres i rodzaje badań uprawnieniowych w zależności od opisanych poniżej sytuacji, tzn.:
- materiał uznany, produkowany już uprzednio przez danego wytwórcę, - materiał uznany, nie produkowany uprzednio przez danego wytwórcę, - materiał nowy produkowany po raz pierwszy przez danego wytwórcę.
Materiał uznany jest to materiał ujęty w Normach Europejskich lub nieograniczonych Europejskich Uznaniach Materiałowych, zaś materiał nowy jest to materiał inny niż uznany.
W przypadku wyrobów z materiałów zbliżonych zakres badań w ramach procedury uprawnieniowej można będzie ograniczyć do badań, dla których PN i EN stawiają odmienne wymagania bądź odnośnie do ich rodzaju, bądź warunków.
Przykładem może tu być prowadzone ostatnio przez jeden z inspektoratów dozoru technicznego postępowanie uprawnieniowe w jednej z hut dotyczące wytwarzania blach P 265GH wg PN-EN 10028-2. Przy badaniach zwrócono głównie uwagę na wartości Rle (patrz rys. 1.) i na badanie udarności. Blachy kotłowe ze stali węglowej wg PN-81/H-92123 podlegają badaniu udarności na próbkach z karbem „U" w temperaturze 20°C, podczas gdy PN-EN 10028-2 dla podobnych blach wymaga wykonania próbek z karbem „V" i zbadania ich w temperaturze 0°C.
W ramach badań uprawnieniowych wykonano 24 próby rozciągania w podwyższonej temperaturze, jak niżej:
Wyniki
wymagany (2) [MPa] (1) Ilość próbek
Uzyskany zakres (MPa)
Temperatura badania 30(fC
> 155(155) 8 175 + 218
350°C
> 140(135) 8 175 + 218
40(fC
> 130(120) 8 175 + 218 (1) g < 60 mm
(2) ( w nawiasie) - wynik wg PN
Badanie udarności na próbkach z karbem „V" przeprowadzono w temp. 0°C na 24.
kompletach (po trzy próbki). Zakres uzyskanych średnich wyników pracy łamania wynosił 64 J -5- 121 J wobec wymaganego minimum 27 J.
Pamiętać należy o ewentualnym różniącym się zakresie badań: np. wg PN-EN na blachy, a także prEN na rury badanie udarności przeprowadza się na wyrobach o grubości już od 5mm.
Wspomnieć również należy o możliwości badania przewężenia materiału blach na próbkach pobranych w kierunku osi „Z" tj. prostopadle do powierzchni blachy wg EN 10164 [12]. Przy pomocy tego rodzaju badania określa się odporność blachy stalowej na rozrywanie lameralne. Wg prEN 1011-2 [13] blacha wykazuje wystarczającą odporność na rozrywanie lamelarne gdy wartość przewężenia na próbce prostopadłej do powierzchni wynosi co najmniej 20 %. Jest to osiągalne dla stali uspokojonych aluminium, o niskiej zawartości siarki.
9. WYTWÓRCY URZĄDZEŃ CIŚNIENIOWYCH
W przypadku nowych gatunków stali wytwórcy urządzeń ciśnieniowych będą musieli uzyskać zarówno uprawnienia dla swych spawaczy, jak i uznania dla stosowanej przez siebie technologii spawania.
W przypadku materiałów zbliżonych do stosowanych dotychczas, ponowne uprawnienie spawaczy może okazać się zbędne, natomiast konieczne będzie powtórzenie zakwalifikowania technologii spawania, z uwagi na odmienne własności wytrzymałościowe oraz inny typ próbek i inną temperaturę badania udarności wymagane wg normy na materiał rodzimy.
Ponieważ wymagane minimum udarności stanowi kryterium ciągliwości wg Dyrektywy przeto wg wymagań EN 288- [ 14 ] badania udarności mające na celu uznanie technologii spawania należy przeprowadzać na elementach próbnych wykonanych w pozycji, w której ilość wprowadzonego ciepła jest najwyższa. Dla blach byłaby to pozycja pionowa ze spawaniem w górę.
10, WYMAGANIA DOTYCZĄCE WYTWÓRCÓW MATERIAŁÓW
Wytwórca materiałów powinien mieć wdrożony i certyfikowany system zapewnienia jakości wg ISO 9002 (lub 9001).
Ww. normy ISO mają charakter ogólny, w związku z czym system zapewniania jakości wytwórcy materiałów na urządzenia ciśnieniowe powinien zawierać odpowiednie skonkretyzowania. Do tego celu służą zalecenia CEOC znak R 97 /CEOC/CP 96 [ 15 ].
W pierwszym rzędzie ww. wytyczne ustalają definicję „wytwórcy materiału" czyli zakładu wykonującego odnośny materiał albo całkowicie, albo przeprowadzającego tylko ostatnia fazę jego wykonawstwa, decydującą o własnościach tego materiału.
Uściślono wymaganie dotyczące niżej podanych punktów norm ISO 9002, (9001).
Pkt. 4.3. Przegląd umowy
Sprawdzenie czy zakres zamówienia mieści się w przedmiocie i zakresie uprawnienia oraz czy są dostępne wszystkie dokumenty techniczne przywołane w zamówieniu.
Pkt. 4.5. Zakupy
Przy podzlecaniu realizacji części procesu wytwarzania wytwórca powinien się upewnić, że podwykonawcy spełniają wszystkie te wymagania, które stawia się wytwórcy tzn. muszą mieć certyfikowany system zapewnienia jakości wg ISO 9002 (9001), z takimi samymi uściśleniami.
Pkt. 4.7. Oznaczenie i identyfikowalność wyrobów
Wytwórca wyznacza osobę odpowiedzialną za wdrożenie i utrzymywanie systemu identyfikowalności wyrobów.
Pkt. 4.8. Sterowanie procesem
Wytwórca określa wszystkie procesy technologiczne do stosowania przy produkowaniu każdego rodzaju wyrobu objętego uprawnieniem.
Dla każdego procesu wytwórca powinien posiadać dokumentację z opisem i danymi technicznymi urządzeń do produkcji a także do kontroli i badań, zarówno na linii produkcyjnej jak i w laboratorium.
W odniesieniu do linii produkcyjnych wspomniane dokumentacje powinny obejmować co najmniej urządzenia do:
a) wytapiania, przetapiania i rafinacji, b) odlewania,
c) przeróbki plastycznej (walcarki, prasy, ciągarki, kowarki) wraz z przynależnymi urządzeniami do podgrzewania.
d) obróbki cieplnej, e) prostowania,
f) obróbki powierzchniowej, g) transportu bliskiego.
Pkt. 4.8.2. Procesy specjalne
W przypadku wyrobów specjalnych, personel koordynujący spawanie powinien posiadać odpowiednie kwalifikacje wg EN 719 [ 16 ], Instrukcje Technologiczne Spawania ( WPS ) powinny być uznawane wg EN 288, zaś spawacze uprawniani wg EN 287 [ 17 ].
Dla zautomatyzowanych metod spawania w opracowaniu znajduje się prEN 1418 [ 18 ].
Dla materiałów które będą stosowane na urządzenie ciśnieniowe stwarzające kategorie zagrożenia II, III i IV egzaminy spawaczy (operatorów) i zatwierdzenie technologii spawania winny być przeprowadzone przez kompetentną jednostkę - stronę trzecią.
Pkt. 4.9. Kontrola i badania
Personel przeprowadzający badania musi być kwalifikowany i certyfikowany zgodnie z PN EN 473 [19]. Badania powinny się odbywać pod nadzorem osoby posiadającej kwalifikacje stopnia 3 wg EN 473.
W przypadku badań ultradźwiękowych rur kotłowych badania mogą być przeprowadzane przez osoby kwalifikowane wg EN 10256 [ 21 ].
Certyfikację personelu powinna przeprowadzać jednostka akredytowana zgodnie z EN 45013 [20].
Wytwórca powinien wyznaczyć swego upoważnionego przedstawiciela, niezależnego od procesu produkcyjnego, działającego na rzecz klienta, który powinien być odpowiednio zaznajomiony z dokumentami technicznymi. Jest to również wymaganie normy EN 10021 [22].
Pkt.4.10. Wyposażenie do kontroli, pomiarów i badań
Wytwórca powinien dysponować wywzorcowanym wyposażeniem zgodnie z dokumentami technicznymi. W przypadku badań automatycznych, wytwórca winien posiadać udokumentowane dowody możliwości przeprowadzania obiektywnej oceny badanych wyrobów.
Pkt. 4.12. Postępowanie z wyrobem niezgodnym z wymaganiami
Niedopuszczalne są jakiekolwiek odstępstwa od wymagań dokumentów technicznych.
Pkt. 4. 15. Zapisy dotyczące jakości
Dokumenty dotyczące certyfikacji i badań należy przechowywać przez co najmniej 10 lat.
Pkt. 4. 18. Metody statystyczne
Wytwórca powinien prowadzić statystyczną ocenę wyników badań wyrobów wchodzących w zakres uprawnienia, dla stwierdzenia utrzymywania ich konsekwentnej jakości.
Przy procencie braków powyżej 2,5 % należy podejmować działania korygujące.
11. CERTYFIKACJA I KONTROLA SYSTEMU ZAPEWNIANIA JAKOŚCI WYTWÓRCY MATERIAŁÓW
System zapewniania jakości wytwórcy powinien być oceniony i certyfikowany przez jednostkę kompetentną ustanowioną w Unii i akredytowaną w zgodności z EN 45012 [23].
W grupie auditorów oceniających musi znajdować się co najmniej jedna osoba posiadająca doświadczenie w ocenie technologii wytwarzania materiałów.
Kompetentna jednostka przeprowadza co najmniej raz do roku kontrole działania i skuteczności systemu. Program poszczególnych kontroli powinien zapewnić ponowną ocenę całego systemu raz na trzy lata.
Sprawozdanie z oceny systemu zapewnienia jakości wytwórcy należy przechowywać przez okres 10 lat.
12. WYMAGANE RODZAJE DOKUMENTÓW KONTROLNYCH DLA MATERIAŁÓW NA URZĄDZENIA CIŚNIENIOWE Poz.
1.
2.
3.
Element i kategoria zagrożenia
Elementy ciśnieniowe urządzeń II, III, i IV kategorii zagrożenia
Elementy ciśnieniowe urządzeń I kategorii zagrożenia, oraz elementy bezciśnieniowe przyspawane do elementów wg poz. 1 powyżej
Elementy inne niż wg poz. 1 i 2 oraz materiały spawalnicze
Rodzaj dokumentu kontrolnego wg EN 10204 [24] (PN-92/H-01107) [25].
3.1.B(1) 3.1. C (2), 3.2lub
2.2.
2.1.
(1) Dla materiałów uznanych o ile zamawiający nie żąda świadectwa 3.1. C lub protokołu 3.2.
(2) Oprócz świadectwa 3.1.C deklaracja zgodności z wymaganiami normy wystawione przez wytwórcę
13. NABYWANIE MATERIAŁÓW ZE SKŁADU
Nabywanie materiału ze składów (firm posiadających zapasy materiałów gotowych) jest dopuszczalne pod warunkami określonymi poniżej:
- dla materiału muszą być do dyspozycji wymagane dokumenty kontrolne, zaś sam materiał powinien posiadać oryginalne znakowanie pozwalające na jego identyfikację z atestem.
Dopuszcza się również przenoszenie oznakowania i rozcinanie materiału w składzie, z tym że:
- jeśli firma magazynująca posiada system zapewniania jakości wg ISO 9002 certyfikowany przez kompetentną jednostkę, oznakowanie przenosi i potwierdza własną cechę upoważniony pracownik firmy, który wystawia również poświadczenie przeniesienia oznakowania,
- jeśli firma magazynująca nie posiada systemu zabezpieczania jakości jw., przeniesienie oryginalnego oznakowania musi się odbyć w obecności:
a) zamawiającego wytwórcy urządzeń ciśnieniowych lub
b) wyznaczonego przez wytwórcę urządzeń ciśnieniowych przedstawiciela jednostki notyfikowanej
14. WNIOSKI
Wprowadzenie podstawowych wymagań bezpieczeństwa Dyrektywy 97/23 /EC do prawa krajowego spowoduje zmiany w dotychczasowych postanowieniach dotyczących materiałów przeznaczonych na urządzenia ciśnieniowe podlegające dozorowi technicznemu.
Do ostatecznego sprecyzowania zakresu i rodzaju tych zmian brakuje jeszcze sporo dokumentów i ustaleń, natury tak technicznej, jak i formalnej, niemniej w oparciu o Dyrektywę, projekty zharmonizowanych z nią norm na wyrób oraz inne normy i dokumenty, można dokonać wstępnego podsumowania wymagań dotyczących zagadnień związanych z wprowadzaniem wymagań Dyrektywy, które będą musiały być stosowane po dniu 29 maja 2002r.
14.1. Zaklasyfikowanie urządzenia
Kryteria klasyfikowania urządzeń ciśnieniowych powodujące konieczność stosowania podstawowych wymagań bezpieczeństwa Dyrektywy różnią się od dotychczasowych kryteriów podlegania urządzeń pod dozór techniczny. Wymagania dotyczące materiałów będą zależeć od kategorii zagrożenia stwarzanego przez urządzenie.
Do rozwiązania pozostaje kwestia materiałów na urządzenia nie objęte postanowieniami Dyrektywy (racjonalna praktyka technologiczna stosowana w kraju wytwórcy).
14.2. Dokumenty techniczne na materiały
Dokumenty techniczne na materiały przeznaczone na urządzenia objęte Dyrektywą będą sprowadzone do trzech zasadniczych rodzajów a mianowicie: do Norm Europejskich, Europejskich Uznań Materiałowych lub tzw. jednorazowych dopuszczeń.
Ułatwi to sprawę swobodnej wymiany materiałów europejskich oraz ujednolici wymagania importowe oraz europejską produkcję materiałów wg wymagań np. ASME/ASTM.
14.3. Projektowanie
Z uwagi na wszystkie, nie tylko materiałowe wymagania Dyrektywy, przy projektowaniu trzeba będzie zwracać uwagę na właściwe ustalenie kategorii zagrożenia stwarzane przez urządzenie. W zależności od kategorii zagrożenia należy ustalić wymagania dotyczące wytwórców materiałów i samych materiałów.
W przypadku materiałów wg EN (PN-EN) stosowanych wymiennie, w miejsce dotychczasowych materiałów krajowych, należy każdorazowo sprawdzać wielkości naprężeń dopuszczalnych.
14.4. Wytwarzanie materiałów
Wytwórcy materiałów powinni posiadać system zapewnienia jakości wg ISO 9001 lub 9002 zweryfikowany przez jednostkę notyfikowaną pod kątem produkcji określonych materiałów.
W ramach powyższych systemów konieczne będzie weryfikowanie możliwości wytwórców do wytwarzania i badania materiałów wg wymagań wymienionych uprzednio, stosując - w razie potrzeby - zróżnicowany program badań w zależności od tego czy materiał jest uznany czy nowy, i czy wytwórca produkuje go po raz pierwszy.
Pracownicy przeprowadzający badania nieniszczące wyrobów hutniczych powinni być odpowiednio kwalifikowani i certyfikowani wg EN 473, przy czym do badania rur wystarczające są kwalifikacje wg EN 10256.
Wytwórcy powinni prowadzić ciągłą ocenę wyników badań swoich wyrobów i rozpoczynać działania korekcyjne przy przekroczeniu dopuszczalnej granicy odrzutu.
Zmienią się warunki i zakresy przeprowadzania niektórych badań - w szczególności udamości.
14.5. Dokumenty kontrolne wg EN 10204
W przeciwieństwie do praktyki stosowanej dotychczas w kraju, Dyrektywa dopuszcza, dla urządzeń stwarzających zagrożenie kategorii I, stosowanie atestu 2.2., zaś dla spoiw - również zaświadczenie o jakości 2.1. wgEN 10204 (PN-92/H-01107).
14.6. Korzystanie z usług firm posiadających zapasy gotowych materiałów
Możliwość taka będzie stwarzać korzystne warunki w przypadku np. konieczności szybkiego wykonania kilku elementów, dla których import materiałów byłby nieopłacalny lub w tak krótkim terminie niemożliwy.
14.7. Wytwórcy urządzeń ciśnieniowych
W myśl Dyrektywy będą oni głównie odpowiedzialni za właściwy dobór wytwórcy materiałów.
Oprócz tego będą musieli zwracać uwagę na weryfikację technologii spawania materiałów, dla których Dokumenty Techniczne na materiały przewidują rodzaje badań inne niż wg dotychczas stosowanych norm i warunków technicznych.
